Материал: Lekcija_No_3

Выводы:

1.Токовая отсечка является быстродействующей токовой защитой селективность действия которой обеспечивается выбором тока срабатывания, большим максимального тока внешнего к.з.

2.Токовые отсечки как самые простые и надёжные защиты могут использоваться в электрических сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.

3.Основным достоинством токовой отсечки является быстрое отключение к.з., возникающих вблизи источника питания, т.е. повреждений сопровождающихся большими токами к.з.

4.Основным недостатков токовой отсечки является то, что она защищает только часть линии и не может быть использована в

качестве основной защиты.

1.5.Схемы соединений трансформаторов тока и цепей тока реле токовых

защит.

Для токовых защит используются схемы с ТТ, установленными во всех трёх фазах (трёхфазные) или в 2–х фазах (двухфазные), при этом вторичные обмотки ТТ могут соединяться в полную или неполную звезду, а также в полный или неполный треугольник.

Подключение пусковых реле тока к трансформаторам тока в схемах токовых защит может осуществляться по различным схемам:

−соединение ТТ и обмоток реле в полную звезду;

−соединение ТТ и обмоток реле в неполную звезду;

−соединение ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду;

−соединение двух ТТ и одного реле в схему на разность токов 2-х фаз;

−соединение ТТ в фильтр токов нулевой последовательности.

При анализе различных схем сначала определяются положительные направления действующих величин первичных токов ТТ при различных видах к.з., а затем определяются пути замыкания вторичных токов каждого ТТ. Результирующий ток в проводах и обмотках реле тока определяется геометрическим сложением или вычитанием соответствующих векторов фазных токов.

Для каждой схемы определяется отношение тока в реле Iр к току в фазе Iф, кооторое называется коэффициентом схемы:

Ê ñõ = Ið

Iô

Коэффициент схемы необходимо учитывать при расчёте уставок и оценке чувствительности токовой защиты.

Векторные диаграммы первичных токов при различных к.з. представлены на рис.

3-11.

Схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду

При выполнении токовой защиты по схеме полной звезды (рис. 3-12, а) ТТ устанавливаются во всех фазах. Вторичные обмотки ТТ и обмотки реле соединяются в звезду, а их нулевые точки связываются нулевым проводом.

При нормальном нагрузочном режиме и в режиме 3-х фазного к.з. (рис. 3-11, а) во всех трёх реле проходят токи фаз:

соответственно в двух реле, подключенных к ТТ поврежденных фаз, а ток в неповрежденной фазе отсутствует.

Для случая 2-х фазного к.з. фаз В и С (рис. 3-11, б):

I&B + I&C =0 или I&B = −I&C

I&A =0.

Ток в нулевом проводе рассматриваемой схемы равен сумме токов повреждённых фаз, но так как последние равны и противоположны по фазе, то ток в нулевом проводе будет равен нулю:

I&í.ï. =I&â + I&c =0

т.е. реле, включенное в нулевой провод не будет реагировать на междуфазные к.з. Однако, из-за неидентичности характеристик и погрешностей ТТ сумма вторичных

токов при нагрузочном режиме и при 3-х и 2-х фазных к.з. отличается от нуля и в нулевом проводе проходит ток, называемый током небаланса:

Ií.ï. =Iíá

При 1 фазном к.з. первичный ток проходит только по поврежденной фазе, а соответствующий ему вторичный ток – через реле поврежденной фазы и реле включенное

соответственно в двух реле, а в нулевом проводе проходит ток равный геометрической сумме токов повреждённых фаз.

Для случая 2-х фазного к.з. фаз В и С на землю (рис. 3-11, г) первичные токи: I&B + I&C = 3I&0; I&A = 0 и соответствующие или вторичные токи: I&B + I&C =I&í.ï. = 3I&0 .

При двойном замыкании на землю в различных точках фаз С и В (рис. 3-11, д) на участке между точками замыкания на землю режим аналогичен 1ф. к.з. фазы В, а между источником питания и ближайшему к нему месту замыкания фазы С – соответствует режиму 2-х фазного к.з. фаз В и С.

Очевидно, что в режимах 1 фазных и 2-х фазных к.з. на землю в первичных токах к.з. появляются токи нулевой последовательности совпадающие по фазе, в нулевом проводе схемы полной звезды будет проходить утроенное значение этого тока I&í.ï. =3I&0

поэтому нулевой провод схемы полной звезды является фильтром токов нулевой последовательности.

Учитывая, что реле, установленные в фазах рассматриваемой схемы реагируют на все виды к.з., а реле в нулевом проводе - только на к.з. на землю схему соединения ТТ и

обмоток реле в полную звезду применяют в токовых защитах, действующих при всех видах к.з.

Ток в реле во всех режимах равен току в фазе, поэтому Êñõ =1.

Рис. 3 11. Векторные диаграммы токов

а) при 3 х фазном к.з.;

б) при 2 х фазном к.з.;

Схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду

ТТ устанавливаются в двух фазах (обычно А и С), вторичные обмотки и обмотки реле соединяются аналогично схемы полной звезды. В реле проходят токи соответствующих фаз:

I&α = I&A и I&C = I&C

nT nT

В обратном проводе проходит ток равный геометрической сумме токов фаз:

I&î.í = −(I&α + I&C)

Фактически ток в обратном проводе соответствует току фазы В отсутствующей во вторичной цепи.

При нормальном нагрузочном режиме и в режиме 3-х фазного к.з. токи проходят в обоих реле и в обратном проводе.

При 2-х фазном к.з. токи появляются в одном (при к.з. между фазами А-В и В-С) или двух реле (при к.з. А-С) в зависимости от того, какие фазы замкнулись.

Ток в обратном проводе при к.з. между фазами А-С, в которых установлены трансформаторы тока, будет равен нулю т.к. I&C = −I&α , а при к.з. между фазами А-В и В-

С будет соответственно равен I&î.í. (к.з. А-В) и I&î.í. = −I&C (к.з. В-С).

При 1 фазных к.з. фаз А или С, в которых установлены ТТ появляется ток в одном реле (в фазе А или С) и в обратном проводе. При 1 фазном к.з. фазы В, в которой ТТ не установлен, токи в схеме неполной звезды не появляются, т.е. схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазных к.з.

Учитывая вышеизложенное схему соединения ТТ и обмоток реле в неполную

звезду применяют только для токовых защит, действующих при междуфазных к.з.

Коэффициент схемы Êñõ =1.

Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду

ТТ устанавливаются во всех фазах, их вторичные обмотки соединяются последовательно разноимёнными выводами образуя полный треугольник (рис. 3-12, в), а реле соединённые в звезду, подключаются к вершинам этого треугольника.

В каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

При симметричной нагрузке и в режиме 3-х фазного к.з. в реле рассматриваемой

схемы проходят линейные токи, в 3 раз больше фазных токов и сдвинутые относительно последних по фазе на угол 300 (что видно из векторной диаграммы на рис. 3-12, в).

В таблице 3 – приведены значения токов в фазах и реле схемы треугольника при всех возможных видах междуфазных и однофазных к.з. в предположении, что коэффициент трансформации ТТ равен единице (nT =1).

Очевидно, что в схеме соединения ТТ в полный треугольник:

−токи в реле появляются при всех видах к.з.;

−отношение тока в реле к фазному току зависит от вида к.з.;

−токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника, не имея пути для замыкания через обмотки реле (при 1 фазных к.з. в реле попадает только часть тока к.з. – только токи прямой и обратной последовательности).

Учитывая вышеизложенное схему соединения ТТ в треугольник применяют в основном для дифференциальных и дистанционных защит.

В рассматриваемой схеме ток в реле при 3-х фазных симметричных режимах в 3

раз больше тока в фазе, поэтому коэффициент схемы: Ê ñõ(3)= 3 .